单作物系数法和双作物系数法计算作物需水量的比较研究

作物需水量的计算方法与分析作物需水量是指作物在生长季节内所需的水分量，是作物生长发育及丰产的基本要求之一、准确计算作物需水量对于合理设计灌溉系统、使用水资源和提高农业生产具有重要意义。

本文将介绍一些常用的作物需水量计算方法和分析。

一、潜在蒸散量法潜在蒸散量是指在一定环境条件下，没有水分限制情况下，作物蒸散所需要的水分量。

潜在蒸散量法是计算作物需水量常用的方法之一，具体计算公式如下：潜在蒸散量可根据气象数据或设备测得数据计算得出，作物系数是根据作物特性、生长期和土壤属性等因素确定的。

二、重要发育期系数法重要发育期系数法是指根据作物的不同生长阶段和对水分需求的不同特点，将生育期划分为不同的发育期，并给予相应的系数。

具体计算公式如下：该方法相对于潜在蒸散量法更加精细，可以更好地反映不同生长期对水分的需求。

三、土壤水分平衡法土壤水分平衡法是根据土壤水平衡的原理来计算作物需水量，考虑了土壤水分的补充和蒸发散发等因素。

具体计算公式如下：其中，补给量可以通过降雨量和灌溉量来提供；蒸发散发量可以通过气象数据和土壤水分特征来计算；土壤水分储存量是指土壤中有效水分的量。

以上是一些常用的作物需水量计算方法，根据具体情况和数据的可得性，可以选择适合的计算方法。

在实际分析作物需水量时，还需要考虑以下几个因素：1.作物品种：不同作物的生长发育及水分需求有所不同，需要根据作物品种确定适合的作物系数。

2.生长期：不同生长期作物对水分的需求也有区别，特别是在重要发育期需求较大，需注意精确计算和合理供水。

3.气候条件：气候条件对作物需水量有重要影响，较为干燥炎热的气候条件下，作物需水量相对较大。

4.土壤性质：土壤的水分保持能力和渗透性等特性会影响作物需水量的计算结果，对土壤进行适当的水分保持和改良十分重要。

单作物系数法和双作物系数法计算作物需水量的比较研究樊引琴，蔡焕杰(西北农林科技大学农业水土工程实验室)摘要：本文采用FA0-56推荐的计算作物需水量的单作物系数和双作物系数方法，应用陕西杨凌地区的资料，分别计算了作物需水量，并和蒸渗仪的实测值进行了对比，分析了其差异及原因。

结果表明，在地面部分覆盖的情况下，双作物系数法比单作物系数法更接近实测值，而在地面完全覆盖情况下，两者差别不大。

关键词：作物需水量；蒸渗仪；作物系数基金项目：高等学校博士点基金和国家留学回国人员启动基金资助项目的部分内容。

作者简介：樊引琴(1976-)，女，陕西宝鸡人，硕士，研究方向：节水灌溉。

作物需水量是制定流域规划，地区水利规划及灌排工程规划、设计、管理和农田灌排实施的基本依据，在农业生产实践中占有重要地位。

因此，准确地确定作物需水量是十分必要的。

作物需水量的计算方法很多，最常用的方法是作物系数-参考作物需水量(K c ET0)法。

作物系数反映作物和参考作物之间需水量的差异，可用一个系数来综合反映，也可用两个系数分别来描述蒸发和蒸腾的影响，即所谓的单作物系数和双作物系数。

双作物系数是把作物系数分为基础作物系数和土壤蒸发系数两部分。

基础作物系数说明蒸腾作用，而土壤蒸发系数则描述蒸发部分。

在已往对作物系数的研究中总是把植株蒸腾和土壤蒸发统一考虑，即用单作物系数。

但土壤蒸发与植株蒸腾的比例在作物生育期内会有很大变化。

在作物完全覆盖地面以后，土壤蒸发相对较小，蒸腾占主导地位；但当作物较小或比较稀疏时，在降雨或灌溉后，土壤蒸发则起主要作用，可以占到很大比例，特别是在土壤表面经常湿润的条件下。

由于大部分作物在生育期中有相当一部分时间地面覆盖不完全，此时，要准确估算作物需水量就需全面考虑土壤蒸发和作物蒸腾。

目前关于作物需水量的计算，大多采用单作物系数法。

本文旨在利用位于陕西杨凌的西北农林科技大学灌溉试验站的资料，对单作物系数法和双作物系数法计算的作物需水量进行比较，分析其差异及原因，以便为准确地计算作物需水量以及制定科学、合理的灌溉制度提供依据。

农作物需水量分析方法探讨摘要对农作物需水量的主要影响因素进行了分析，就目前作物需水量的主要分析方法进行了探讨，以期为灌区农业用水量的分析制定提供参考。

关键词农作物；需水量；分析方法1作物需水量基本内容对农业灌溉用水量的制定，首要分析解决的是作物需水量问题，即作物或综合作物灌水或灌溉定额的确认。

因此，需要明确以下几个基本问题。

1.1作物需水量作物需水量是指作物正常生长发育，在土壤肥力和水分适宜的条件下，获得较高产量的植物棵间蒸发、蒸腾以及构成作物体的水量之和[1]。

与蒸腾棵间蒸发相比，构成作物体水量很小，一般占作物总需水量的1%左右，而这一微小部分可忽略不计，即在实际计算中认为作物需水量等于高水平条件下的蒸腾量与棵间蒸发量之和。

作物需水量计量单位一般以某时期或全生育期所消耗水深（mm）计。

1.2深层渗漏无效水作物需用水量除蒸发蒸腾外，就是田间深层渗漏。

深层渗漏是旱作区补充灌溉的水量过大，使土壤水分超过田间持水量，灌溉水在重力作用下，向作物根系以下深层渗透和渗漏的现象。

这种现象会使水分和有效养分大量流失。

因此，深层渗漏是无意义的。

合理灌溉应尽可能防止深层渗漏的产生。

1.3作物需水量的影响因素作物需水量主要包括蒸腾和棵间蒸发2个部分。

蒸腾是通过叶气孔汽化，水分在叶气水势差的驱动作用下扩散进入大气的过程；棵间蒸发是农田作物植株之间的水分蒸发。

对于旱作物主要为棵间的土壤水分蒸发，而这种蒸发随作物生长的增长率而由大渐小的变化。

在作物全生育期总腾发量中，一般蒸腾量占60%～80%，棵间蒸发量占20%～40%。

1.3.1灌溉排水。

灌溉排水措施对作物需水量有一定影响。

通过改变农田小气候或者改变土壤含水量，引起作物需水量变化[1]。

一般情况下，常规地面灌溉下作物腾发量大于喷、滴、渗灌等节水灌溉技术条件下的腾发量。

1.3.2气象因素。

作物蒸腾蒸发所需能量的唯一来源是太阳辐射。

太阳辐射与作物腾发速率呈正比。

太阳辐射受云的反射作用很大，一般云的反射率大于50%。

彭曼法计算作物需水量《灌溉与排水工程设计规范(GB50288-99)》附录中对彭曼法作了介绍,《规范》推荐的就是Penman-FAO方法,近年来Penman－Monteith 方法得到重视,建议在计算时同时采用这两种方法,并作一比较。

(1)计算参照作物需水量Penman-FAO方法计算参考作物需水量的基本公式如下:(1)式中,——标准大气压,＝1013、25hPa;——计算地点平均气压,hPa;——平均气温时饱与水汽压与温度相关曲线的斜率,hPa/℃;——湿度计常数,＝0、66hPa/℃;——太阳净辐射,以所能蒸发的水层深度计,mm/d;——干燥力,mm/d。

可根据计算地点高程及气温从气象图表中查得,或按公式(2)直接计算数值:(2) 式中,——计算地点海拔高程,m;——阶段平均气温,℃。

可按公式(3)或(4),即气象学中的马格奴斯公式计算,即:(3)或(4)式中,饱与水汽压,hPa。

可按下式计算:(5)或(6)可按公式(7)计算:(7)式中,——大气顶层的太阳辐射,可由《喷灌工程设计手册》查得,mm/d;、——计算净辐射的经验系数,可由《喷灌工程设计手册》查得;——实际日照时数;——最大可能日照时数,可由《喷灌工程设计手册》查得;;——黑体辐射,mm/d;——斯蒂芬－博茨曼常数,可取2、01×10-9mm/℃4·d;——绝对温度,可取273＋;——实际水汽压,可从当地气象站取得,或取饱与水汽压与相对湿度的乘积,hPa。

可按公式(8)计算:(8)式中,——地面以上2m处的风速(m/s),其它高度的风速应换算为2m高处风速;——风速修正系数。

如果利用气象站的地面以上10m处的风速资料时,需乘以(2/10)0、2,换算为2m高的风速。

在日最低气温平均值大于5℃且日最高气温与日最低气温之差的平均值大于12℃时, ;其余条件下,。

(2)计算作物实际需水量作物实际需水量可由参考作物潜在腾发量与作物系数计算(9)式中:——作物潜在腾发量,mm / d ;——参照腾发量,mm/d;——作物系数。

单作物系数法和双作物系数法计算作物需水量的比较研究樊引琴，蔡焕杰(西北农林科技大学农业水土工程实验室)摘要：本文采用FA0-56推荐的计算作物需水量的单作物系数和双作物系数方法，应用陕西杨凌地区的资料，分别计算了作物需水量，并和蒸渗仪的实测值进行了对比，分析了其差异及原因。

结果表明，在地面部分覆盖的情况下，双作物系数法比单作物系数法更接近实测值，而在地面完全覆盖情况下，两者差别不大。

关键词：作物需水量；蒸渗仪；作物系数基金项目：高等学校博士点基金和国家留学回国人员启动基金资助项目的部分内容。

作者简介：樊引琴(1976-)，女，陕西宝鸡人，硕士，研究方向：节水灌溉。

作物需水量是制定流域规划，地区水利规划及灌排工程规划、设计、管理和农田灌排实施的基本依据，在农业生产实践中占有重要地位。

因此，准确地确定作物需水量是十分必要的。

作物需水量的计算方法很多，最常用的方法是作物系数-参考作物需水量(K c ET0)法。

作物系数反映作物和参考作物之间需水量的差异，可用一个系数来综合反映，也可用两个系数分别来描述蒸发和蒸腾的影响，即所谓的单作物系数和双作物系数。

双作物系数是把作物系数分为基础作物系数和土壤蒸发系数两部分。

基础作物系数说明蒸腾作用，而土壤蒸发系数则描述蒸发部分。

在已往对作物系数的研究中总是把植株蒸腾和土壤蒸发统一考虑，即用单作物系数。

但土壤蒸发与植株蒸腾的比例在作物生育期内会有很大变化。

在作物完全覆盖地面以后，土壤蒸发相对较小，蒸腾占主导地位；但当作物较小或比较稀疏时，在降雨或灌溉后，土壤蒸发则起主要作用，可以占到很大比例，特别是在土壤表面经常湿润的条件下。

由于大部分作物在生育期中有相当一部分时间地面覆盖不完全，此时，要准确估算作物需水量就需全面考虑土壤蒸发和作物蒸腾。

目前关于作物需水量的计算，大多采用单作物系数法。

本文旨在利用位于陕西杨凌的西北农林科技大学灌溉试验站的资料，对单作物系数法和双作物系数法计算的作物需水量进行比较，分析其差异及原因，以便为准确地计算作物需水量以及制定科学、合理的灌溉制度提供依据。

文章编号：１００７－４９２９（２０１２）櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊殸殸殸殸１１－００１８－０４单双作物系数法计算玉米需水量的对比研究卢晓鹏１，段顺琼２，马显莹１，白树明１（１．云南省水利水电科学研究院，云南昆明６５０２２８；２．昆明市松华坝水库管理处，云南昆明６５０２０１） 摘　要：基于云南持续干旱对水资源高效利用的要求以及研究作物需水量规律的重要性，利用低纬度高原区的云南省曲靖市的陆良站１９９０－１９９２年的逐日气象资料及历史试验资料，采用ＦＡＯ－５６推荐的计算作物需水量的单作物系数法和双作物系数法，计算了陆良站玉米各阶段的需水量，并和实测值进行了对比。

结果表明：用单作物系数法和双作物系数法计算的玉米需水量与实测值是十分接近的；在地面覆盖度比较大的情况下，两者差别不大；总体上，两种方法计算的作物需水量具有很好的相关性。

关键词：玉米需水量；单作物系数法；双作物系数法 中图分类号：Ｓ２７４．１ 文献标识码：ＡＡ　Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ　Ｓｔｕｄｙ　ｂｅｔｗｅｅｎ　Ｓｉｎｇｌｅ　Ｃｒｏｐ　Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　Ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄＤｏｕｂｌｅ　Ｃｒｏｐ　Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｉｎ　Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ＭａｉｚｅＬＵ　Ｘｉａｏ－ｐｅｎｇ１，ＤＵＡＮ　Ｓｈｕｎ－ｑｉｏｎｇ２，ＭＡ　Ｘｉａｎ－ｙｉｎｇ１，ＢＡＩ　Ｓｈｕ－ｍｉｎｇ１（１．Ｙｕｎｎａｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅ　ａｎｄ　Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｋｕｎｍｉｎｇ　６５０２２８，Ｃｈｉｎａ；２．Ｋｕｎｍｉｎｇ　Ｓｏｎｇｈｕａｂａ　Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｏｆｆｉｃｅ，Ｋｕｎｍｉｎｇ　６５０２０１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｎｅｃｅｓｓｉｔｙ　ｏｆ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ｄｕｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｄｒｏｕｇｈｔ　ｉｎ　Ｙｕｎｎａｎ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ　ａｎｄｔｈｅ　ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ　ｏｆ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｗａｔｅｒ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ　ｒｕｌｅ　ｏｆ　ｃｒｏｐ，ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｄａｉｌｙ　ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ　ｄａｔａ　ｆｒｏｍ　１９９０ｔｏ　１９９２ａｎｄ　ｔｈｅｈｉｓｔｏｒｉｃａｌ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｄａｔａ　ｏｆ　Ｌｕｌｉａｎｇ　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　Ｓｔａｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｑｕｊｉｎｇ　Ｃｉｔｙ，ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｌｏｃａｔｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｌｏｗ　ｌａｔｉｔｕｄｅ　ｐｌａｔｅａｕ　ｏｆ　ＹｕｎｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｅ，ｔｈｅ　ｗａｔｅｒ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｉｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｇｒｏｗｔｈ　ｓｔａｇｅｓ　ｏｆ　ｍａｉｚｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｔａｔｉｏｎ　ａｒｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ　ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｉｎｇｌｅ　ｃｒｏｐ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｏｕｂｌｅ　ｃｒｏｐ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄ　ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ　ｂｙ　ＦＡＯ－５６，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ａｌｓｏ，ｔｈｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ａｒｅ　ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｄａｔｅ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｂｏｔｈ　ｔｈｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｗｏ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ａｒｅ　ｖｅｒｙ　ｃｌｏｓｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄａｔｅ；ｔｈｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｈｅｍ　ｉｓ　ｌｉｔｔｌｅ　ｕｎｄｅｒ　ｌａｒｇｅｒ　ｇｒｏｕｎｄ　ｃｏｖｅｒａｇｅ；ｏｖｅｒａｌｌ，ｔｈｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ　ｒｅｓｕｌｔ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｍａｉｚｅｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｔｗｏ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｈａｖｅ　ｇｏｏｄ　ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｗａｔｅｒ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｍａｉｚｅ；ｓｉｎｇｌｅ　ｃｒｏｐ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄ；ｄｏｕｂｌｅ　ｃｒｏｐ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄ收稿日期：２０１２－０６－２８基金项目：水利部公益性行业专项经费（２０１００１０４４）；云南省科技计划项目社会事业发展专项（２０１０ＣＡ０１３）。

作物需水量(mm) Ec= Kc×PET PET。

可能蒸腾蒸发量：与植被、辐射量、相对湿度、气温、风速、纬度、海拔等因素有关。

作物供水量（P）
不同作物生育阶段需水系数（Kc）
潜在蒸发量（Potential Evapotransporation，即PET）是指充分供水下垫面（即充分湿润表面或开阔水体）蒸发/蒸腾到空气中的水量，又称可能蒸发量或蒸发能力。

用日气象数据计算参照作物腾发量的彭曼-蒙特斯方程为：
ET0=0.408Δ(Rn-G)+γ900/T+273U2(ea-ed
)/Δ+γ(1+0.34U2)
式中：ET0为参照腾发量;Rn是冠层表面净辐射;G是土壤热通量;T是日平均气温;ea为饱和水汽压；ed为实际水汽压;Δ是饱和水汽压-温度曲线斜率；γ是湿度计常数；U2为2m高处的风速。